(国网河南省电力公司郑州供电公司 河南郑州 450000)
摘要：配网系统中性点经消弧线圈接地已在我国广泛应用，其优点是众所周知的。但是，由于消弧线圈接地系统的单相接地选线的困难性，使消弧线圈接地方式在配网系统的应用遭遇了障碍。目前，消弧线圈接地系统的单相接地选线方法主要有两类，一类是通过改变消弧线圈回路参数来获取接地故障特征的方法；另一类方法不通过改变消弧线圈回路参数，只依据单相接地时的自身接地故障特征。第一类方法应用得最多的是单相接地时在消弧线圈旁并接电阻，以改变接地故障线路的零序电流，通过检测各线路零序电流的改变实现接地故障线路的选择。
关键词：消弧线圈接地系统；单相接地；接地选线
引言
城市中压配网中性点主要采用消弧线圈接地，当前消弧线圈以离线预调谐式为主，很难同时满足有效补偿和过电压这两大难题。随着技术的发展，消弧装置逐渐由离线预调谐式升级为动态调谐式，配置可以更加有效、方便、实时地自动调谐，使系统处于良好的调谐状态，但其动态变化同样给故障选线工作带来了很大的困扰。
1 消弧线圈接地系统的单相接地选线的相关原理
1.1 瞬间暂态特征的接地选线原理
在消弧线圈接地系统未接地时，由于系统三相相电压基本上是对称的，其不对称产生的中性点零序电压较小，消弧线圈上的零序接地电流较小。在消弧线圈接地系统单相接地瞬间，由于消弧线圈上电流不能跳变，其接地瞬间的故障线路零序接地电流流向母线，即接地瞬间的故障线路零序电流与非故障线路零序电流反向，且接地瞬间的故障线路零序电流幅值最大，近似为非故障线路零序电流之和。随着消弧线圈上电流的增加，故障线路零序接地电流逐渐减小，若消弧线圈处于欠补偿状态，则故障线路零序接地电流最后减小到补偿后的稳态值，故障线路零序接地电流从线路流向母线；若消弧线圈处于临界补偿状态，则故障线路零序接地电流最后减小到零；若消弧线圈处于过补偿状态，则故障线路零序接地电流最后变到补偿后的稳态值，故障线路零序接地电流从流向母线转为流向线路。在接地系统没有接地时，系统整体的电压是稳定、对应的，而在系统接地的瞬间，因为消弧线圈的电压大小无法改变，因此，在接地瞬间，故障线路上的电流通过接地线路流往母线，即故障线路与母线的电流方向是相反的，并且伴随着消弧线圈电流值的提升，故障线路的电流越来越小，这使得线路会始终处于欠补偿状态，同时让故障线路的电流保持在稳定的范围内。通过众多实验数据显示，接地系统故障灯补偿工作能够在五毫秒内完成，降低故障对系统整体性能的影响，补偿过程并非一个简单的过程，其难度较大。
1.2 接地选线结果的分析原理
近些年来，单相接地方式在供电公司配电系统中得到了广泛的应用，根据相关故障线路电流数值变化情况的记录图表显示，当电流变化规律向正弦图像逼近时，能够通过相关的计算得出接地瞬间电流的具体相位，从而进行准确的选线，在该分析原理下，选线的实用性与正确率都很高，总而言之，电流规律分析原理的应用对于选线准确性的提升来说起着非常重要的作用。
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1.3 消弧线圈补偿特征的接地选线原理
在消弧线圈补偿阶段，故障线路零序电流一定有个幅值减小的过程，在消弧线圈调节得当的情况下，补偿后的稳态故障线路零序电流幅值应远小于接地发生瞬间时刻的故障线路零序电流幅值；对于消弧线圈补偿电流大于非故障线路零序电流之和的情况，故障线路零序电流一定会从流向母线转为流向线路。以上就是消弧线圈补偿阶段从故障线路观察到的补偿特征，显然，非故障线路上没有补偿特征出现。若能从线路上检测到消弧线圈的补偿特征，则这条线路就是接地故障线路。由于配网中的消弧线圈通常都调节到过补偿状态，通常情况下，故障线路零序电流方向会出现反向的特征，因此，基于消弧线圈补偿特征的接地选线方法具有很高的选线准确率，且不受困于现场零序电流互感器的安装极性。虽然基于消弧线圈补偿特征的接地选线方法是一种理想的消弧线圈接地系统接地选线方法，但是要从线路上检测消弧线圈的补偿特征是困难的，特别是检测零序电流方向反向的特征。这种困难性主要体现在消弧线圈的补偿过程有时相当短暂（小于5 ms），目前还没有很好的方法能在这短暂时间内检测出零序电流幅值和方向的变化。
2 消弧线圈接地系统的单相接地选线策略
2.1 五次谐波功率法
由于发电机结构的特殊性，导致电流与电业本身的波长变化存在一定的规律，并且，伴随着近些年高压电路的广泛使用，对于整流与换流设备的应用也在不断增多，另外，负荷的非线性变化也会导致电流产生谐波。根据相关调查数据显示，五次谐波的数值最高，这是因为五次谐波的性质是负序的。在以前，众多发电公司使用负序的电力反应系统实现保护设备与零件的目的，在接地过程中，故障线路上的零序电流与非故障线路的零序电流之和近乎相等，但是由于两者方向相反，因此，这会在很大程度上使得线圈开路。
2.2 插入电阻法
在20世纪末期，该接地系统的选线策略得到了十分广泛的应用，尤其在永久接地后，在消弧线圈中插入一个适当的电阻，可以保证故障线路中也能通过一定的电流，并根据电流的具体数值判断电路的故障。该方面具有一定的可行性，并且也得到了长时间的应用，但是其也不可避免存在一定的问题，例如电阻的体积与容量偏大，导致其在应用过程中需要配置必要的控制装置与断路器，这在很大程度上增大了电力企业的成本与支出。
2.3 信号寻踪法
该类选线方法是近几年我国新兴的一种方法，其主要是利用互感器向线路内部注入信号，再通过对信号的搜寻与追踪，了解故障发生的具体位置。该种方法主要需要两大装置，一是主机，主机主要负责向故障线路内部发射信号；二是信号探测器，其主要是负责追踪信号，从而判断故障位置。对于发射进线路内部的信号，可以不用互感器就可以进行搜寻，因为信号探测器具有一定的定位功能，能够在选线后，对其进行必要的定位。该种方法主要是利用当下较为先进的技术，并且操作步骤简单，系统稳定性较强。
结束语
综上所述，消弧线圈接地系统的单相接地选线问题一直以来都是发电站面临的重要问题，该问题的解决对于配电系统的稳定运行来说起着非常重要的作用，尤其伴随着变电站自动化程度的不断提高以及值班制度的取消以后，对选线问题的要求也越来越高，新的选线方式的研发是社会发展与人们生活的必然需求，因此，希望伴随着消弧线圈接地系统的单相接地应用的不断增多，能够积累一定的实践经验，增强对选线方法的研究，保证配电系统的稳定运行，为社会的运转以及人们的日常生活提供保障。
参考文献：
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论文作者:王莹,谷飞,许利
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/22
标签：电流论文; 弧线论文; 线路论文; 故障论文; 系统论文; 单相论文; 方法论文; 《电力设备》2017年第25期论文;